【導(dǎo)讀】完成該精餾塔的工藝設(shè)計。畫出帶控制點的工藝流程圖、塔板負(fù)荷性能圖、精餾塔工藝條件圖。寫出該精餾塔的設(shè)計說明書，包括設(shè)計結(jié)果匯總和設(shè)計評價。得到不斷分離，稱該過程為精餾。該過程中，傳熱、傳質(zhì)過程同時進(jìn)行，屬傳質(zhì)。氣、液相回流是精餾重要特點。地增濃，在塔頂獲輕組分產(chǎn)品。液相中不斷地被濃縮，在塔底獲得重組分的產(chǎn)品，和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要條件。提供高純度的回流，使在相同。理論板的條件下，為精餾實現(xiàn)高純度的分離時，始終能保證一定的傳質(zhì)推動力。篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備，此設(shè)計針對二元物系丙酮－－水。的精餾問題進(jìn)行分析，選取，計算，核算，繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程。通過逐板計算得出理論板數(shù)11塊，回流比為,算出塔效率為，通過浮閥塔的流體力學(xué)驗算，證明各指標(biāo)數(shù)。在此次設(shè)計中，對塔進(jìn)行了物料衡算，本次設(shè)計過程正常，操作。第一部分設(shè)計概述·················································································1

　　

【正文】 mKJ o?? A=mQKt?? mt? =? ? ? ??????? ?????2121lntTtTtTtT = C 因為 QC= hKJ / 6? mA? 公稱直徑 /mm 管程數(shù) 管數(shù) 管長 /mm 換熱面積/m2 公稱壓力/KPa 600 1 430 4500 由于是泵加料，取 FW=2m/s ， F’=12500kg/h 進(jìn)料管管徑 mFdF *2**3600 39。4 ?? 設(shè)料液至加料孔的高度 z= ， ?? 取 90 0C 彎頭 / 35eFld? le=35*= 料液 /F kg m? ? ， 3= 10 ? ? 化工原理課程設(shè)計 13 Re= 渦流1 0 0 0 0 9 8 4 03^10*4 3 0 9 4 2*2*0 4 ??? ?? R? P = 1 1 1 .8 2 5 1 0 1 .3 2 5 = 1 0 .5 k P a? 在料液面與進(jìn)料孔面之間列伯努利方程 mHf . 8 1*2 20 . 6 )0 . 0 4 86 . 1 86 . 7 8*( 0 . 0 1 4 82gWf)df lel( 22 ??????? ?? 10*1 0 . *2 322 ??????????? HfgWfzHe 則流量為 、 He=，查泵性能圖，可得選型如下： 泵規(guī)格 IS6550160 流量 揚程 8m 轉(zhuǎn)速 1450r/min 汽蝕余量 2m 效率 60% 軸功率 配帶功率 加料管徑 管路的流量： F=90000 /kgh 在進(jìn)口溫度與出口溫度范圍內(nèi)，料液的密度變化不大，在 ℃時 ，進(jìn)料密度為： Ρ f =取管流速 u=2m/s 化工原理課程設(shè)計 14 ff uFd ??36004? 04 2*2**36 00 12 50 0*4 ?? 圓整后，外徑 ?fd 55mm, ?? 、塔頂蒸汽管的管徑 蒸汽用量： Vs=取氣速 u=20m/s， 23 * *44 ??? uDD ? 圓整后，外徑 D=260mm δ =9mm 料液排出管徑 排液量 W=*取 wu = m/s 液相密度 ?w? 3/mKg 51***3 60 0 8 08 39*4**3 60 0 *4 ??? wuwDw ?? 圓整后，外徑 ?wd 107mm， ?? 回流管管徑 回流管的摩爾流量為： hK m o lRDL /*3 0 3 ??? hmlmLmLn / 2/*68/ ??? ? 取流速 /u m s? muLnD 0 5 2 **3 6 0 0 *4**3 6 0 04 ??? ? 圓整后，外徑 D=60mm ? =3mm 化工原理課程設(shè)計 15 九 、設(shè)計結(jié)果一覽表 項目 符號 單位 計算數(shù)據(jù) 精餾段 提留段 各段平均溫度 mt ℃ 平均流量 氣相 VS m3/s 液相 LS m3/s 實際塔板數(shù) N 塊 15 10 板間距 HT m 塔的有效高度 Z m 塔徑 D m 空塔氣速 u m/s 塔板液流形式 單流型 單流型 溢 流 裝 置 溢流管型式 弓形 弓形 堰長 lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 底與受液盤距離 ho m 板上清液層高度 hL m 孔徑 do mm 5 孔中心距 t mm 15 開孔率 ％ 孔數(shù) n 孔 3937 2789 開孔面積 0A m2 篩孔氣速 uo m/s 穩(wěn)定系數(shù) 塔板壓降 hP kPa 液體在降液管中停留時間 τ s 31 降液管內(nèi)清液層高度 Hd m 霧沫夾帶 eV kg液 /kg 氣 負(fù)荷上限 液沫夾帶控制 液沫夾帶控制 負(fù)荷下限 液相負(fù)荷下線控制 液相負(fù)荷下線 控制 液相最大負(fù)荷 LS max m3/s 液相最小負(fù)荷 LS min m3/s 操作彈性 塔頂全凝器 公稱直徑 mm 600 化工原理課程設(shè)計 16 管長 mm 4500 換熱面積 m2 泵規(guī)格 IS6550160 十、符號說明 英文字母 Aα －閥孔的鼓泡面積 m2 Af －降液管面積 m2 AT －塔截面積 m2 b －操作線截距 c －負(fù)荷系數(shù)（無因次） c0 －流量系數(shù)（無因次） D －塔頂流出液量 kmol/h D －塔徑 m d0 －閥孔直徑 m ET －全塔效率（無因次） E －液體收縮系數(shù)（無因次） ve －物沫夾帶線 kg 液 /kg 氣 F －進(jìn)料流量 kmol/h F0 －閥孔動能因子 m/s g －重力加速度 m/s2 HT －板間距 m H － 塔高 m Hd － 清液高度 m hc －與平板壓強相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hd －與液體流徑降液管的壓降相當(dāng)液柱高度 m hr －與氣體穿過板間上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨? m hf －板上鼓泡高度 m hL －板 上液層高度 m h0 －降液管底隙高度 m h02v－堰上液層高度 m hp －與板上壓強相當(dāng)?shù)囊簩痈叨? m hσ －與克服液體表面張力的壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨? m h2v－溢液堰高度 m K －物性系數(shù)（無因次） Ls －塔內(nèi)下降液體的流量 m3/s Lw －溢流堰長度 m M －分子量 kg/kmol N －塔板數(shù) Np －實際塔板數(shù) NT －理論塔板數(shù) P －操作壓強 Pa Δ P－壓強降 Pa q －進(jìn)料狀態(tài)參數(shù) R －回流比 Rmin－最小回流比 u －空塔氣速 m/s w －釜殘液流量 kmol/h wc －邊緣區(qū)寬度 m wd －弓形降液管的寬度 m ws －脫氣區(qū)寬度 m x －液相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 y －氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分率 z －塔高 希臘字母 α－相對揮發(fā)度 μ－粘度 Cp ρ－密度 kg/m3 σ－表面張力 下標(biāo) r －氣相 L －液相 l －精餾段 q － q 線與平衡線交點 min－最小 max－最大 A －易揮發(fā)組分 B －難揮發(fā)組分 34 帶控制點的工藝流程圖 十一 .附圖 化工原理課程設(shè)計 35 ： ： 塔板結(jié)構(gòu)圖 。 精餾段 提留段溢流管型 弓形 弓形堰長 Lw m 堰高 hw m 溢流堰寬度 Wd m 底與受液盤距離 ho m 0,0298無效邊緣區(qū)寬度 Wc m 破沫區(qū)寬度 Ws m 板上液層高度 hl m 孔徑 do mm 5 5孔中心距 t mm 15 15孔數(shù) n 個 3739 2789開孔面積 Ao m2 主體設(shè)備工藝條件圖 技術(shù)特性表 工作壓力（ Mpa） 工作溫度（℃） 設(shè)計壓力（ Mpa） 設(shè)計溫度（℃） 90 物料名稱 25%丙酮和 75%水 塔徑 m 塔高 m 焊縫接頭系數(shù) 腐蝕余量 mm 1 板間距 m 實際塔板數(shù) 25 管口表 符號 公稱尺寸 連接尺寸、標(biāo)準(zhǔn) 連接面形式 用途或名稱 1 60 HG205497 凹 加料管管徑 2 260 。HG2054 97 凹 塔頂蒸汽管 3 107 HG205497 凹 料液排出管 4 60 HG205497 凹 回流管徑 5 400 HG2151595 凹 人孔 化工原理課程設(shè)計 35 十二、參考文獻(xiàn) [1]王志魁 .化工原理（第三版） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20 1 [2]劉雪暖、湯景凝 .化工原理課程設(shè)計 [M].山東：石油大學(xué)出版社， 20 5 [3]賈紹義、柴誠敬 .化工原理課程設(shè)計 [M].天津：天津大學(xué)出版社， 20 8 [4]夏清、陳常貴 .化工原理（下冊） [M].天津：天津大學(xué)出版社， 20 1 [5]《化學(xué)工程手冊》編輯委員會 .化學(xué)工程手冊 — 氣液傳質(zhì)設(shè)備 [M]。北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 198 7 [6] 陳敏恒 化工原理（下） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1989 [7] 姚玉英 . 化工原理（下） [M]. 天津：天津科技出版社， 1999 [8] 譚天恩 化工原理（下） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1994 化工原理課程設(shè)計 35 十三、設(shè)計小結(jié) 精溜塔的設(shè)計，在化工行業(yè)有較廣的應(yīng)用，通過短短兩周的設(shè)計，使我認(rèn)識到精溜在應(yīng)用是十分廣泛的，但是，要把此塔設(shè)計好，是有一定難度的，它不僅要求我們擁有較高的理論基礎(chǔ)，還要求我們掌握一定的實踐基礎(chǔ)。 本次課程設(shè)計比上次難難度大，主要是計算復(fù)雜，計算量大考慮的細(xì)節(jié)較多，對同一個設(shè)備分成兩部分進(jìn)行考慮，既相互獨立又須彼此照應(yīng)，始終要考慮計算是 為一個設(shè)備進(jìn)行。通過這次設(shè)計，使我認(rèn)識到作為過控專業(yè)的學(xué)生，不僅要學(xué)好《化工原理》《化工計算》等專業(yè)課，還要對設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容都要學(xué)好用好，只有這樣才能為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。在整個設(shè)計中要考慮很多問題，尤其是一些不容易引起重視細(xì)節(jié)問題，否則“小毛病出大問題”，這就要我考慮問題要全面詳細(xì)。學(xué)以致用，要多學(xué)各方面的知識并充分利用，用融合的，相互聯(lián)系的知識能更好地解決問題。 由于是工程上的問題，我們設(shè)計的不能像理論上那樣準(zhǔn)確，存在誤差是在所難免的，計算過程中數(shù)字的一步步地四舍五入逐漸積累了較大的計算誤差，但是 只要我們在計算中保持高的精確度，這種誤差可以大大地減小。在計算中，精餾段和提留段有一定的差別，這就要綜合所學(xué)知識，將二者合二為一，使其統(tǒng)一。 總之，在本次設(shè)計中我學(xué)到了很多知識，同時使我認(rèn)識到理論于實踐的結(jié)合有多重要，也使我在潛意識中慢慢形成了一種模式：純理論主義與純經(jīng)驗主義都是不可取的，只有聯(lián)系實際、活學(xué)活用才是對自己、對社會有用的。